汽车异步电动机及其控制电路

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,异步电动机及其控制线路,第五章 异步电动机及其控制电路,5.1,三相异步电动机,5.1.1 三相异步的结构与工作原理,5.1.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性,5.2,三相异步电动机的使用,5.2.1 常用低压控制电器介绍,5.2.2 三相异步电动机技术数据及选择,5.2.3 三相异步电动机的与调速分析,5.2.4 三相异步电动机的控制线路,5.3,其他电动机简介,5.4,电机控制实验实训,交流电动机,电动机,直流电动机,鼠笼式,绕线式,异步机,同步机,鼠笼式异步交流电动机授课内容：,基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法,电动机的分类,他励电动机,并励电动机,串励电动机,复励电动机,5.1.1,三相异步电动机的结构与工作原理,1. 三相异步机的结构,三相异步机的结构,Y,B,Z,X,A,C,转子,定子,定子绕组,（三相）,机 座,转子：在旋转磁场作用下，,产生感应电动势或,电流。,三相定子绕组：产生旋转,磁场。,线绕式,鼠笼式,鼠笼转子,旋转磁场的产生,A,Y,C,B,Z,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极,()电流出,(,)电流入,X,A,X,Y,C,B,Z,A,X,B,Y,C,Z,合成磁场方向：,向下,X,B,Z,A,Y,C,A,X,Y,C,B,Z,A,X,Y,C,B,Z,同理分析，可得,其它电流角度下,的磁场方向：,旋转方向,：取决于三相电流的相序。,改变电机的旋转方向：换接其中两相,旋转磁场的旋转方向,旋转磁场的,转速大小,电流变化一周期，旋转磁场在空间转过360。所以旋转磁场在每秒钟的转速，等于电流的频率，,由于同步转速（旋转磁场的速度）通常是指每分的转速，,因此转数为：,A,X,Y,C,B,Z,A,X,Y,C,B,Z,A,X,Y,C,B,Z,极对数（P）的概念,A,X,B,Y,C,Z,此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。,即：,A,X,Y,C,B,Z,极对数（,P,）的改变,C,Y,A,B,C,X,Y,Z,A,X,B,Z,将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形,成的磁场则是两对磁极。,A,X,B,Y,C,Z,极对数,C,Y,A,B,C,X,Y,Z,A,X,B,Z,极对数和转速的关系,三相异步电动机的同步转速,极对数,每个电流周期,磁场转过的空间角度,同步转速,三相异步电动机的工作原理,磁铁,闭合,线圈,磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,导线长,磁感应强度,切割速度,（右手定则）,闭合导线产生电流,i,（左手定则）,通电导线在磁场中受力,1. 线圈跟着磁铁转两者转动方向一致,结论：,异步转速,2. 线圈比磁场转得慢,电动机转速和旋转磁场同步转速的关系,电动机转速:,电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，,但,异步,电动机,无转距,转子与旋转磁场间没有相对运动,无转子电动势（转子导体不切割磁力线）,无转子电流,提示,：,如果,转差率 的概念：,异步电机在额定负载运行时:,转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：,电动机起动瞬间:,（转差率最大）,异步电动机的重要物理量之一,1. 三相异步电动机的电磁转矩,三相异步电动机的“电磁”关系,5.1,.,2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性,i,2,转、定子电路,R,1,R,2,i,1,u,1,e,1,e,1,e,2,e,2,：漏磁通,产生的感应电动势。,：主磁通产,生的感应电动势。,e,1,e,2,、,e,1,e,2,、,设：,则：,定子边：,R,1,R,2,i,1,u,1,e,1,e,1,e,2,e,2,同理得转子边：,：转子感应电动势的频率,：转子线圈匝数,取决于转子和旋转磁场的相对速度,R,1,R,2,i,1,u,1,e,1,e,1,e,2,e,2,其中,转子功率因数,电磁转矩,T,：,转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。,常数,每极磁通,转子电流,转子电路的,转矩公式的推导,将其中参数代入：,得到,转矩公式,2. 三相电动机的机械特性,根据转矩公式,1,0,n,0,T,n,得特性曲线：,电动机的自适应负载能力,电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，,这种能力称为,自适应负载能力,。,常用特,性段,n,0,n,T,自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。,（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载。）,直至新的平衡。此过程中，,时， 电源提供的功率自动,增加。,三个重要转矩,n,0,T,n,额定转矩 ：,电机在额定电压下，以额,定转速 运行，,输出额,定功率,时，电机转轴,上输出的转矩。,( 1 ),n,N,（牛顿米）,如果 电机将会,因带不动负载而停转。,最大转矩 ：,( 2 ),电机带动最大负载的能力。,n,0,T,n,求解,过载系数：,三相异步机,工作时，一定令负载转矩 ，否则电机将停转。致使,注意：,（1）三相异步机的 和电压的平方成正比，所,以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。,（2）,电机严重过热,起动转矩 ：,( 3 ),电机起动时的转矩。,n,0,T,n,其中,则,体现了电动机带载起动的能力。若 电机能,起动，否则将起动不了。,机械特性和电路参数的关系,和电压的关系,结论：,和转子电阻的关系,R,2,的,改变,：,鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电机外接电阻不同。,令：,得：,结论：,机械特性的软硬,硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。,软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起,动特性好。 ,硬特性,（,R,2,小）,软特性,（,R,2,大）,不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。,5.2.1 三相异步机铭牌与技术数据,1. 型号 Y 132M4,磁极数(极对数,p,=2),同步转速1500转/分,转差率,5.2 三相异步电动机的使用,2. 转速: 电机轴上的转速（,n,),。,如：,n,=1440 转/分,三相异步电动机,机座中心高,机座长度,（S短机座；M中机座；L长机座）,3. 联接方式：Y/,接法：,Y 接法：,接法：,A,B,C,Z,X,Y,A,B,C,Z,X,Y,A,B,C,X,Y,Z,A,Z,B,Y,X,C,A,B,C,X,Y,Z,接线盒：,4. 额定电压：定子绕组在,指定接法,下应加的,线电压.,说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5 。,线,电,压,A,Z,B,Y,X,C,线,电,压,A,B,C,X,Y,Z,例：380/220 Y/,是指：线电压为380V时采用Y接法；,当线电压为220V时采用接法。,电压波动对电动机的影响,5. 额定电流：,定子绕组在,指定接法,下的,线电流。,如：,表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。,6. 额定功率：,额定功率指电机在额定运行时轴上输出的,功率,（ ），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的,关系为：,其中,鼠笼电机,=7293,额定负载时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。,注意：实用中应选择合适容量的电机，,防止“大马”,拉“小车”,的现象。,7. 功率因数(,cos,1,)：,P,2,P,N,此外还有,绝缘等级,等参数，不一 一介绍。,cos,1,